0前言
上周都在看都在学习unix环境高级编程的第八章——进程控制。也就是这一章中。让我理解了unix中一些进程的原理。以下我就主要依照进程中最重要的三个函数来进行解说。让大家通过阅读这一篇文章彻底明确进程这点事。希望对大家有所帮助。
1进程环境
在学习进程之前。一定要了解一下unix的进程环境。系统怎样对进程终止，和一个程序启动终止，程序运行的原理等，这些都有助于你理解进程的运行原理。这些内容都在我的上一篇文章中，请关注：http://blog.csdn.net/wallwind/article/details/6968323。文章中讲的较为具体。
2进程概念：
一个进程。主要包含三个元素：
a) 一个能够运行的程序。
b) 和该进程相关联的全部数据（包含变量，内存空间。缓冲区等等）；
c) 程序的运行上下文（execution context）。
最好还是简单理解为，一个进程表示的，就是一个可运行程序的一次运行过程中的一个状态。操作系统对进程的管理。典型的情况，是通过进程表完毕的。进程表中的每个表项，记录的是当前操作系统中一个进程的情况。对于单 CPU的情况而言，每一特定时刻仅仅有一个进程占用 CPU。可是系统中可能同一时候存在多个活动的（等待运行或继续运行的）进程。
3 fork()函数
fork()函数是进程的核心函数。
当调用fork的时候，系统将创建一个新的进程，成为子进程（child process）。Fork函数定义形式例如以下：
- #include<unistd.h>
- Pid_t fork(void);//返回值：子进程返回0。父进程中返回子进程ID，出错则返回-1
从返回值我们能够看到，Fork函数调用了一次，可是返回两次。其差别在于在子进程中返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程ID.
上边的概念可能对刚開始学习的人比較模糊。那么我们怎么理解fork呢？
当你看到fork的时候。你能够把fork理解成“分叉”。在分叉的同一时候，生成的一个子进程复制了父进程的基本是全部的东西，包含代码、数据和分配给进程的资源。也就是子进程差点儿是和父进程是一模一样的。可是子进程可能会依据不同情况调用其它函数。
比方exec函数。
以下我们用一个经典及比較典型简单的样例来看看。
- #include"apue.h"
- int glob=6;
- char buf[]="a write to stdout ";
- int main(void)
- {
- int var=88;
- pid_t pid;
- if(write(STDOUT_FILENO,buf,sizeof(buf)-1)!=sizeof(buf)-1)
- printf("writeerror");
- printf("before fork with 换行符 ");
- printf("before fork without换行符");
- //printf(" ");
- if((pid=fork())<0){
- printf("fork error");
- }else if(pid==0){
- printf("I am is child process,pid=%d ",getpid());
- printf("my parentprocess's pid=%d ",getppid());
- glob++;
- var++;
- }else{
- printf("this is parentprocess,pid=%d ",getpid());
- //var++;
- }
- printf("pid=%d,glob=%d,var=%d ",getpid(),glob,var);
- exit(0);
- }
输出结果： 
希望新手能够将以上代码自己敲一遍，然后自己运行一遍。
从上边的结果我们一步步分析。
首先我们看到两行文字是仅仅输出一遍的。
既”a write to stdout”
“Befork forkwhit h换行符”。
也就是仅仅有一个进程运行这两个输出语句。我们先暂且不分析不带换行符的。
当程序调用fork的时候。这个时候程序就出现了一个进程。也就是两个进程在运行。
请看下边的简易图形
在上边我们已经讲过fork函数会由于不同调用返回不同的函数值：
1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
2）在子进程中。fork返回0；
3）假设出现错误，fork返回一个负值；
如今我们看程序里的几个函数。
Write函数是将buf内容写到标准流中。此处仅仅作为输出用。
我们关心的是getpid()函数和getppid()函数。
getpid()函数是用来输出当前成进程的ID，getppid()则得到当前进程的父进程的ID,从输出结果比对能够看到。子进程得到的父ID和父进程得到自己的ID是相同的。
再来看一下全局变量glob。glob是函数外的变量。子进程将glob++处理。这个时候输出的是7，父进程没有进行处理直接输出6。我们能够知道，这两个glob变量显示是两份的。不相干的。
局部变量var也是相同的结果。。。
。
如今我们来解释一下为什么
- printf("before fork with 换行符 ");
- printf("before fork without换行符");
上一句仅仅输出了一次。而下边这句话就输出了两次。
我们能够发现printf("before fork with 换行符 ");这句带有 既换行符的意思。而
- printf("before fork without换行符");
是没有带的。
这个我们要知道printf函数是有缓冲机制的，相似于我们使用的write函数。但我们将想要的东西输出的时候。系统仅仅是把内容放到stdout标准输出的缓冲队列的。
当遇到“ ”的时候，系统就把缓冲里的东西给清掉，输出到屏幕上。
- printf("beforefork with 换行符 ");
运行后，缓冲里没有了数据。自然子进程再次运行的时候没有内容可输出了。可是printf("before fork without换行符");的时候，子进程也会把stdout的内容再次输出来。也就是导致了内容出处了两边。假设换一下书序的，结果是不一样的哦。
3 fork难度进阶
csdn看到一篇比較好的解说fork的文章。
较为深入的解说。
以下我就经过自己的调试和理解将呈现给大家。首先看一段代码：
- #include "apue.h"
- int main(void)
- {
- int i=0;
- pid_t pid;
- for(i=0;i<2;i++)
- {
- if((pid=fork())<0){
- printf("forkerror ");
- }else if(pid==0){
- printf("%d,childself's pid=%d,parent's pid=%d,returnid=%d ",i,getpid(),getppid(),pid);
- }else{
- printf("%d,parentself's pid=%d,parent's father's pid=%d,returnid=%d ",i,getpid(),getppid(),pid);
- sleep(2);//inorder tochild output first
- }
- }
- exit(0);
- }
输出的结果为：
好好的分析一下我们的结果。0開始的输出为2行，1开头的输出4行。
然后我们開始观察PID的结果。从pid的结果我们找到一个关系
既9278-》30361-》30362-》30363
9278-》30361-》30364
要知道。fork函数子进程调用的时候返回0，而父进程调用的时候则返回子进程的ID。
程序运行第一步：
- if((pid=fork())<0){
- printf("forkerror ");
- }else if(pid==0){
- printf("%d,childself's pid=%d,parent's pid=%d,returnid=%d ",i,getpid(),getppid(),pid);
- }else{
- printf("%d,parentself's pid=%d,parent's father's pid=%d,returnid=%d ",i,getpid(),getppid(),pid);
- sleep(2);//inorder tochild output first
- }
输出的结果为：
这是第一次循环输出输出的。
Childpid和return 均为父ID为30361生成的30361。
此时已经有了两个进程了。
进程ID分别为30362和30361。
第二次循环输出。
我们知道了此时两个进程30362和30361。
这两个进程分别运行自己的代码。
ü 这个时候pid为30362的进程进行一次：
循环。得到结果为：
生成了一个子进程30363
ü 30361进程再次运行自己的代码，也就是上述循环的部分。
生成了一个子进程30364.
从程序和输出结果能够看到，事实上我们的程序得到了6份的拷贝。
通过这个样例，fork了三次，产生了三个子进程，输出了6次。你能够深刻的理解了fork工作原理了。
再来一个样例：
这个是典型的循环样例：
- #include <unistd.h>
- #include<stdio.h>
- int main(void)
- {
- pid_t pid;
- int i=0;
- int c_cout=0;
- int p_cout=0;
- for(i=0;i<5;i++)
- {
- if((pid=fork())<0){
- printf("forkerror ");
- }else if(pid==0){
- c_cout++;
- }else{
- p_cout++;
- }
- }
- printf("c_cout=%d,p_cout=%d,pid=%d ",c_cout,p_cout,getpid());
- }
输出结果为：c_cout=5,p_cout=0,pid=1559
c_cout=4,p_cout=1,pid=1558
c_cout=4,p_cout=1,pid=1560
c_cout=3,p_cout=2,pid=1557
c_cout=4,p_cout=1,pid=1562
c_cout=3,p_cout=2,pid=1561
c_cout=4,p_cout=1,pid=1566
c_cout=3,p_cout=2,pid=1565
c_cout=3,p_cout=2,pid=1569
c_cout=2,p_cout=3,pid=1568
c_cout=4,p_cout=1,pid=1574
c_cout=3,p_cout=2,pid=1573
c_cout=3,p_cout=2,pid=1577
c_cout=2,p_cout=3,pid=1576
c_cout=3,p_cout=2,pid=1581
c_cout=2,p_cout=3,pid=1580
c_cout=2,p_cout=3,pid=1584
c_cout=1,p_cout=4,pid=1583
c_cout=3,p_cout=2,pid=1563
c_cout=2,p_cout=3,pid=1556
c_cout=2,p_cout=3,pid=1564
c_cout=2,p_cout=3,pid=1570
c_cout=1,p_cout=4,pid=1555
c_cout=3,p_cout=2,pid=1575
c_cout=2,p_cout=3,pid=1572
c_cout=2,p_cout=3,pid=1578
c_cout=1,p_cout=4,pid=1571
c_cout=2,p_cout=3,pid=1582
c_cout=1,p_cout=4,pid=1579
c_cout=1,p_cout=4,pid=1585
c_cout=0,p_cout=5,pid=1554
通过推理：引用网络文章可得到：
设f(n)表示程序中循环会运行n次时整个程序会产生的进程数，非常easy得到递推公式：
f(n)=1+f(n-1)+f(n-2)+f(n-3)+…+f(0)
比方for i=0;i<N;I++< p>
由于i=0时fork()的子进程下次会继续循环n-1次，i=1时 fork()的子进程下次会仅需循环n-2 次。。。。
当中常数1是进程本身。
边界条件。f(0)=1
这样，我们就得到了问题的答案：
f(n)=1+f(n-1)+f(n-2)+…+f(0)
f(0)=1
这个能够求出闭形式：
f(0)=1
f(1)=2
f(2)=4
…
用数学归纳法能够得到f(n)=2^n
所以对于程序一，会打印出2^5-1=31行信息。
对于程序二，总共会产生2^5=32个进程。
只是，我还是不知道为什么两个变量的结果怎么是那种形式的输出，求指导啊！！！
以下贴一下比較有意思的一段代码：
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- fork();
- fork() && fork() || fork();
- fork();
- return 0;
- }
我们要知道&& 和||运算符。&&有个短路现象。
A&&B，假设A=0，就没有必要继续运行&&B了。A非0，就须要继续运行&&B。
A||B。假设A非0。就没有必要继续运行||B了，A=0。就须要继续运行||B。
通过绘图我们能够得到例如以下
加上前面的fork和最后的fork，总共4*5=20个进程，除去main主进程。就是19个进程了。
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